PBL1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ ĐHBK ĐÀ NẴNG, MN YÊN TÂM SỬ DỤNG, TÀI LIỆU ĐƯỢC NHỮNG SINH VIÊN CÓ HỌC LỰC RẤT TỐT THỰC HIỆN
Lời nói đầu PBL là nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong q trình học mơn Chi tiết máy em làm quen với kiến thức cơ bản kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp PBL giúp em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu nó.Thơng qua việc hồn thiện đồ án , em áp dụng kiến thức từ môn học , Sức bền vật liệu, Vẽ kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật khí, Kỹ thuật đo khí,…Hộp giảm tốc cấu truyền động nhờ ăn khớp trực tiếp bánh Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, hộp giảm tốc phận trung gian động máy công tác.Đề tài giao Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp khai triển dẫn động băng tải muối mỏ Dùng hộp giảm tốc hai cấp khai triển bánh trụ,dẫn động động điện có kết hợp với truyền ngồi (bộ truyền đai thang).Trong trình làm em tìm hiểu nội dung sau: -Cách chọn động điện cho hộp giảm tốc -Cách phân phối tỉ số truyền cho cấp hộp giảm tốc -Cách thiết kế truyền hộp giảm tốc -Các tiêu tính tốn thơng số hộp giảm tốc -Các tiêu tính tốn, chế tạo bánh trục -Cách xác định thông số then -Kết cấu, công dụng cách xác định thông số hộp giảm tốc -Cách tính tốn xác định chế độ bơi trơn cho chi tiết hộp giảm tốc -Cách thể vẽ tiêu chuẩn Do lần đầu làm PBL tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên cịn phần chưa hồn tồn nắm vững Trong q trình làm đồ án em tham khảo nhiều tài liệu giáo trình có liên quan song sai sót là điều khó tránh khỏi Em rất mong nhận hướng dẫn thêm thầy để em nắm vững củng cố lại kiến thức học Em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Tào Quang Bảng nhiệt tình hướng dẫn em q trình hồn thành PBL Mục lục: LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I:XỬ LÝ SỐ LIỆU PHẦN II: CHỌN ĐỘNG CƠ -PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI(BỘ TRUYỀN ĐAI THANG) 12 1.Chọn loại đai 12 2.Xác định đường kính bánh đai 13 Tính vận tốc 13 Chọn hệ số trượt tương đối 13 5.Khoảng cách trục a 13 6.Chiều dài L 14 7.kiểm tra số vòng chạy 14 Tính lại khoảng cách a theo L 14 Tính góc ơm 14 10 Tính số dây đai 14 11 chiều rộng bánh đai .17 12 đường kính ngồi 17 13.lực căng ban đầu 17 14.lực tác dụng lên trục 17 PHẦN IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 18 1.chọn vật liệu 18 Phân phối tỷ số truyền 18 xác định ứng xuất cho phép 18 4.tính tốn cấp nhanh 19 Tính tốn truyền cấp chậm .21 PHẦN V: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 23 1.Chọn vật liệu 23 2.xác định sơ đường kính trục 23 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 24 Xác định trị số chiều dài lực 24 Đường kính chiều đài đoạn trục .25 Kiểm nghiệm độ bền mỏi .31 Kiểm nghiệm độ bền then .32 PHẦN IV: THIẾT KẾ Ổ LĂN 32 A Ổ LĂN TRỤC I 32 Chọn ổ lăn 32 2.Chọn kích thước ổ lăn 32 3.kiểm nghiệm khả tải động 33 4.kiểm tra khả tải tĩnh 34 B Ổ LĂN TRỤC II 34 Chọn ổ lăn 34 2.Chọn kích thước ổ lăn 34 3.kiểm nghiệm khả tải động 34 4.kiểm tra khả tải tĩnh .35 C Ổ LĂN TRỤC III 36 Chọn ổ lăn 36 2.Chọn kích thước ổ lăn 36 3.kiểm nghiệm khả tải động 36 PHẦN V: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 37 Tính kết cấu vỏ hộp 37 2.Một số chi tiết khác 38 3.Bôi trơn hộp giảm tốc .42 4.Khớp nối 43 5.chọn kiểu lắp 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Đề tài : muối mỏ Năng suất vận chuyển: 140 tấn/giờ; Chiều cao nâng (H):6 mét; Chiều dài băng tải (L) theo phương ngang: 52 mét; Thời gian phục vụ: năm; (một năm làm việc 275 ngày, ngày 02 ca, ca tiếng) Quay chiều, tải va đập nhẹ Chế độ tải ổn định Đặc tính tải trọng P1 = Plv =P P2= 0,9p P3=0,7p t1=48 t2=38 t3=15 Phần I Xử lý số liệu Xác định độ rộng (B) tối thiểu băng tải Độ rộng tối thiểu 500mm A(đồng nhất)=85 B(lẫn lộn)= 150 Góc nâng băng tải βmax Tra bảng β max =20 H )=6,58° L βtt < βmax góc thực tế đảm bảo yêu cầu Góc thức tế theo yêu cầu: βtt=arctg( Xác định vận tốc dài 𝑣ct băng tải Qt (60 × A × γ × s) -Vmax = 240 (m/phút) -Qt = 140 (tấn/h) -𝑉 = -A = K(0,9B − 0,05)2 = 0,1245(0,9× 0,5−0,05 ¿2 = 0,0199 m2 Góc mái 𝜑 tra bảng 5[5] 𝜑 = 20° Góc máng chọn 𝛼 = 20° tra bảng 4[5] cho máng lăn hệ số K = 0,1245 -khối lượng riêng tra bảng chọn γ= 1,2 (tấn/m3) - Hệ số độ dốc băng tải tra theo bảng 7[5], với 𝛽tt= 6,58° ta chọn s=0.97 Qt 140 Vận tốc băng tải 𝑉 = = (60 × A × γ × s) 60× 0.0199 ×1.2 ×o 97 =100,73(m/phút)=1,67(m/s) Vậy 𝑉 < 𝑉max , bề rộng B = 500 mm thoả Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải Công suất làm quay trục lăn kéo băng tải tính: 𝑃lv = 𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 + 𝑃t (𝐾𝑊) P1= f ( l+l o ) W V 6120 f ( l+l o ) Qt f ( l+l o ) W m V = 367 6120 H Qt H W m V P3= = 367 6120 Wc Wr W= + +2w1 lc lr H=ltanα Qt Wm= 0,06 V Tra bảng 8[5] cho băng tải cố định, chỉnh bảo dưỡng theo quy chuẩn: f = 0,022; l0 = 66 m Tra bảng 9[5] cho cấu gạt cố định: 𝑃t = 0,75 (𝐾𝑊) Tra bảng 10[5], 𝑊 = 30 (kg/m) Tra bảng 11[5], 𝑊c = 7,5 (kg/bộ); Wr = 5,9 (kg/bộ) Tra bảng 12[5], lc = 1,2 (m); lr = (m) Tra bảng 13[5], W1 = 7,5(kg/bộ) Thay vào giá trị được: W = 21,26 (kg/m) Wm = 23,16 (kg/m) P1 = 1,28 (kw) P2 = 0,99 (kw) P3 = 2.28 (kw) Plv =5,3 (kw) P2= 5.Lực căng dây băng tải Ft = 6120× Pct 6120× 5,3 = =322,01(kg)=3220,1(N) V 100,73 6.Lực căng nhánh băng tải (để tính chọn loại dây băng tải): Nhánh căng: F1 = Fp e µθ µØ e −1 Nhánh chùng: F2 = Fp e −1 µθ F1=F2 e µθ F1-F2=Fp Tra bảng 15[5] cho góc ơm băng tải đai theo trường hợp truyền dẫn đơn có bánh căng: 𝜃 = 210° = 3,66 rad Tra bảng 16[5], hệ số ma sát puly băng tải 𝜇 = 0,3 cho bề mặt tiếp xúc khô Thay giá trị vào cơng thứ ta có: F1=3220,1 × F2= 3220,1× 0,3 × 3,66 2,718 = 4831,90 (N) 2,7180,3 ×3,66 −1 0,3 × 3,66 2,718 −1 = 1611,80 (N) Lực căng tối thiểu nhánh căng: F4C = 6,25.lC (Wm +W1) (kg) Lực căng tối thiểu nhánh chùng: F4r = 6,25.lr W1 (kg) Thay giá trị vào ta có: 𝐹4c = 6,25 × 1,2 × (23,16 + 7,5 )= 229,95 (kg) = 2299,5 (N) 𝐹4r = 6,25 × × 7,5= 140,625 (kg) = 1406,25 (N) Theo bảng 14[5], lực kéo lớn tính: 𝐹max = 𝐹p + 𝐹4r = 3220,1 + 1406,25 = 4626,35 (N) Tính chọn dây băng tải chọn đai dệt nhiều lớp, ta cần tính tốn giá trị độ bền cần thiết cho đai sau: F.TS= F max × SFz Be Tra bảng 20[5], chọn nhóm vật phẩm A cho vật liệu mềm (muối mỏ), cỡ hạt < 30mm, chu kỳ số vòng quay băng tải quay phút từ ÷ 10, ta có: SFz = Be = B – = 50 – = 47 (cm) Thay vào ta có: F.TS = 462,635 ×9 = 88,58 47 Theo bảng 18[5], chọn vật liệu băng tải Polyester Fabric có số hiệu EP160/2, cụ thể có độ bền 160 (kg/cm) với số lớp dệt 8.Cấu trúc hệ thống băng tải Puly A dẫn động, puly B căng dây, puly C dẫn hướng Tra bảng 23[5] chọn đường kính tối thiểu puly ứng với khả chịu tải từ 60 ÷ 100% khả cho phép loại dây EP160/2 là: DA=250mm; DB=200mm;Dc=160mm -Kết cấu puly Để tăng độ an toàn hay khả tiếp xúc hết puly với băng tải ta cộng thêm giá trị an tồn C = 60÷ 70mm cho độ rộng L puly Độ rộng puly (khi trải thẳng ra) tính:L = B + 2C = 500 + 2×65 = 630 mm Khoảng cách lăn: Với khối lượng riêng muối mỏ 𝛾 =1200 kg/m3, ứng với độ rộng băng tải B = 500 mm, Tra bảng 24[5] ta có khoảng cách trung bình lăn đỡ nhánh căng 1,5 m Khoảng cách lăn đỡ nhánh chùng thường lấy 3m Chiều dài lăn tính: Lcl = B/3 = 500/3 = 166.67 mm -Khoảng cách chuyển tiếp lăn cuối với puly (b) tỷ lệ lực kéo vùng chuyển tiếp với lực kéo lớnnhất 80%, góc máng 𝛼 = 20° , tra bảng 28[5] cho chiều rộngmáng ≤ 600 mm, ta có: b = 0,55 m Tính tốn đối trọng kéo căng băng tải dùng vít căng băng tải, kích thước nhỏ gọn, dễ căng chỉnh chiều dài vít nằm khoảng 1,5% chiều dài băng tải thường không 400 mm Tính chiều dài băng tải: 𝐿1= L 52 = =52,34 m cosβtt cos 6,58 ° Chiều dài vít tải tính tốn: 𝑙vít= 𝐿1 × 1,5% = 0,79𝑚 = 790mm > 400 mm nên ta dùng căng băng đối trọng - Xác định khối lượng đối trọng Cơng thức tính lực căng cần thiết sau: 𝐹t = 𝐹2+ 𝐹rℎ𝑜ặ𝑐 𝐹t = 𝐹3+ Fr 𝐹2 = 1611,80 (N) Fr = f(l+lo)(w1+ Wr ) -Hw1=-20.42 (N) lr lực kéo đối trọng sinh tối thiểu là: Ft=1611,80-20,42= 1591,38 (N)= 159,138 (kg) 10.kết luận *Thông số kỹ thuật để thiết kế hệ dẫn động: - Công suất truyền dẫn băng tải 𝑃ct = 5,3 𝐾𝑊 - Lực vòng băng tải 𝐹t= 3220,1 (N) - Vận tốc băng tải 𝑉 = 100,73 (m/ph) = 1,67 (m/s) - Đường kính puly dẫn: 𝐷A= 250 𝑚m *Số liệu chế tạo băng tải: - Độ rộng băng tải: B = 500 mm; Góc máng 𝛼 = 20° ; - Độ dài puli kéo: L = 630 mm; - Độ dài lăn: 𝐿cl = 166,7 mm; - Khoảng cách lăn đỡ nhánh căng: 1,5 m; nhánh chùng m; - Vật liệu băng tải Polyester Fabric có số hiệu EP160/2; - Khoảng cách chuyển tiếp lăn cuối với puly: b =0,55m; - Khối lượng đối trọng cần tối thiểu 159,138 Kg Phần II chọn động -phân phối tỷ số truyền 1.Công suất phận cơng tác: Plv= Ft V 3220,1×1,67 = =5,37 (kw) 1000 1000 2.số vịng quay trục cơng tác (trục puly): nlv=60000 V 1,67 = 60000 = 127,57 (vg/ph) π D π 250 Chọn sơ số vòng quay động (𝑛đc ) Với băng tải quay chiều: ta chọn sơ 𝑛đc = 3000 (vg/ph) Xác định tỷ số truyền chung (𝑢ht ) Uht= nđc 1500 = =23,51 nlv 127,57 Các phương án bố phân phối tỉ số truyền HGT HGT -chọn HGT cấp: TST uht 23,51 UHGT un 10 12,5 16 2,938 2,351 1,88 1,469 HGT cấp khai triển bánh trụ thẳng có UHGT = 10 Bộ truyền đai thang ngồi với Uđ = 2,5 Sơ đồ bố trí hệ thống sau: Hiệu suất chung hệ thống ηht=η2 br.ηđ.η4ol.ηkn=0,972×0,95×0,9954× 0,98=0,858 Công suất động điện: 𝑃đc ≥ p lv 5,37 = = 6,258 (kw) ηht 0,858 Chọn động phân phối xác lại tỷ số truyền Chọn động Ta chọn loại động Kiểu động Công xuất (kw) Vận tốc quay (vg/ph) cosφ Tmax/tdn Tk/Tdn Dk52-2 2900 0,89 2,2 2,5 Momen vô lăng roto GD2.kgm2 0,17 Khối lượng kg 104 Lập bảng phân phối tỷ số truyền toàn hệ thống: Tra bảng tỉ số truyền tối ưu cho HGT cấp khai triển, với uHGT = 10, ta có u1 = 3,83; u2 = 2,61 Động pđc (kw) n đc(vg/ph) nlv uht u HGT u1 u2 ud 10 ... kỹ thuật để thiết kế hệ dẫn động: - Công suất truyền dẫn băng tải